比亚迪刀片电池：磷酸铁锂技术路线上的新成果及其显著提升

[ Auto 技术频道]当许多人嘲笑磷酸锂时，Byd默默地提出了一个新的电池结构性成就 - 刀片电池，并继续坚持使用磷酸锂电池电池的技术途径。刀片电池的魅力是什么？让我们这样说，2008年，Byd推出了BYD E6，这是一种配备了磷酸锂电池的纯电动汽车，电池电池容量为45AH。在2020年首次安装在Byd Han上的磷酸锂电池的电池容量为138.5AH，因为电池电池的体积没有太大变化，并且电池组的体积利用率从40％增加到60！这是刀片电池结构最直观比亚迪电池组拆解，最明显的改进。

当高安全锂磷酸锂电池解决低能密度的问题时，这意味着过去，磷酸锂电池的情况主要用于电动商用车和电动乘用车。

什么是刀片电池

传统电池组的电动汽车使用一个由内部多个电池电池组成的模块，然后将模块安装在带有横梁和纵向梁的外壳上，并将其组合成电池组，以形成三级电池组装模式。从模块到横梁和纵向梁，它占据了电池组空间的每一英寸，限制了电池组的能量密度的增加。

“刀片电池”采用了CTP（单元格至包装）的无模块结构设计，该设计既不熟悉又熟悉，从而消除了中间模块链接，并将电池电池直接集成到电池组中。如果我们拆卸Byd Han的电池组，我们可以获得一堆电池单元，长度为1米，宽度为10厘米，厚度小于2 cm。这些电池电池被紧密排列在一起，并像“刀片”一样插入电池组中，因此我们得到了刀片电池的名称。

此外，电池组内几乎没有横梁或纵向梁。像叶片一样薄的磷酸锂电池的组合可以增加电池组的整体结构强度。结果，在电池组中安装了更多的电池电池，这大大提高了体积利用率，并且电池组的总容量增加了。在使用磷酸锂电池电池的前提下，叶片电池结构将磷酸锂电池的容量/电池水平提高到与三元锂电池相同的水平。

回到我们的第一个问题，什么是刀片电池？实际上，可以在一句话中解释说，刀片电池代表了一种新的电池结构，其意义在于通过更改电池结构来提高电池的体积利用率。然后，有些人会开始考虑三元锂电池是否也可以采用刀片电池结构？

我们从Ferdi电池工程师那里了解到，在Ferdi电池的当前技术储备下，三元锂电池也可以放入叶片电池结构中，但是Ferdi不使用三元锂电池电池路线的主要原因是其高温耐药性不如锂铁磷酸盐材料好。为了弥补三元锂电池的热安全性，设计电池组时需要更多空间来设计防火墙。

使用磷酸锂阳性电极材料的优点是什么？在电动汽车中常用的两个主流电池中，磷酸锂材料本身具有四个优点：高热量释放启动温度，缓慢的热量释放，较少的热量产生，并且在分解过程中，材料很难在不释放氧气的情况下燃烧起火。例如，在500℃的温度下，磷酸锂材料的结构仍然非常稳定，但是三元锂材料的分解范围约为200℃，产生了剧烈的化学反应以释放氧分子，从而导致热量消失。

从电池材料的热安全性的角度来看，磷酸锂具有自然的优势，但是过去，磷酸铁锂电池的能量密度远低于三元锂的能量密度，最终不可能在新型能源汽车的电池补贴中击败三元锂电池。刀片电池结构的出现将扭转这一趋势，因此它在利用其热安全优势的同时，使用三元锂电池缩小了能量密度差距。

根据Fudi电池的说法，配备了HAN EV的刀片电池组在热扩散测试中也表现良好。强行导致从中间的电池从电池造成的热失控之后，电池表面附近的温度仅为80°，并且不会发生火灾或爆炸。

在谈论优势之后，实际上，磷酸锂材料没有缺陷。在极低的温度环境中，三元锂的排放能力显着高于磷酸锂的排放能力。在减去20℃下，磷酸锂释放的功率将大大降低。另外，低温和低功率条件下的充电功率低于三元锂，低温环境仅仅是磷酸锂的天然敌人。

但是，根据FODI电池的说法，优化的热管理系统可以确保刀片电池组仍然可以在-35°C极低的温度环境下保持其最佳工作状态。

由于针刺实验，有两个电池巨头进入了游戏

在针灸实验方面，我们必须提及BYD和CATL之间的“独特战争”。让我们首先简要回顾吃甜瓜的关键点。这个故事始于3月29日的Byd Blade Press会议。作者坐在电脑前观看现场广播时，可以闻到火药的浓烈气味。比德声称，它将改变行业对三元锂电池的依赖，并将电池的技术途径恢复到正确的道路！

它还显示了刀片电池和三元锂电池之间的针刺实验的比较视频。实验结果令人震惊：三元锂电池剧烈燃烧比亚迪电池组拆解，表面温度立即超过500℃，并且电池表面上的鸡蛋被吹走了；虽然Byd的刀片电池似乎没有任何发生，但表面温度为30〜60℃。尽管我没有在这个现场广播中命名，但任何具有敏锐眼睛的人都知道，三元锂电池最大的市场份额是BYD最大的电池CATL。

直到5月11日，在CATL的财务报告峰会上，CATL的董事长Zeng Yuqun直言不讳地说：电池安全性和滥用电池滥用测试是两件事，但有些人将滥用测试等同于电池安全性。 Catl的反应立即将事件推向了高潮，然后两个电池巨头在微博上引发了激烈的对抗。

实际上，BYD和CATL之间的辩论的根源是针穿刺实验是否有助于验证电池安全性？

在2015年的“电动汽车动力电池安全性和测试方法”的全国标准中，有一个电池牢房穿刺测试。但是，随着每个人都转向高能量密度的三元锂电池，该国必须修改该法规。在最新的强制性国家标准中，删除了电池针头穿刺测试，而是更换了电池系统的热扩散测试。在热扩散测试中，您可以选择触发自己失控的热量，或者针灸触发热量失控，即针灸测试已成为选修课。

到目前为止，使用大直径钢针刺穿电池，模拟电池短路，然后触发热量是最严格的测试方法，而我们的国家标准测试方法是世界上最严格的，无论钢针的直径和穿刺速度如何。

由于对针灸实验的怀疑，作者来到了Byd的重庆，并用自己的眼睛目睹了针灸实验的整个过程。在针灸实验开始之前，刀片电池和三元锂电池都处于充电状态。刀片电池的全充分状态电压为3.4V，三元锂电池也达到4.16V。

开始测试的第一件事是三元锂电池。在调试测试设备并准备好所有准备设备之后，测试工程师返回指挥室。在工程师的指挥下，在我们做出反应之前，玻璃旁边的测试室发生了剧烈的爆炸。三元锂电池一旦被刺穿后就会爆炸，针灸点立即被吹走，导致未收集针灸温度。

后来，刀片电池以相同的方式进行了测试，场景完全没有变化，没有开放的烟雾和火焰。我什至曾经怀疑针灸测试是否已经开始，但是从监测和玻璃室里可以清楚地看出，钢针确实已经穿透了刀片电池。

由于刀片电池很长并且电压处于缓慢的释放过程中，因此安全阀的温度只会缓慢上升。 2分钟后，针穿刺点的温度将升至33℃，安全阀的温度将升至约22℃。

为什么其他人不能制作1米长的刀片电池？

刀片电池的概念并不是什么新鲜事物，但是走出实验室可以大规模生产和加载车辆并不容易。刀片电池中最困难，最核心的部分实际上是层压过程，该过程与传统电池中使用的绕组过程不同。层压过程是将阳性电极和负电极材料切成小块，并用陶瓷隔膜合成小细胞单体，然后将多个小细胞单体堆叠到一个大细胞单体中。这样，层压过程使刀片电池具有高能量密度，但是这种方法也更加昂贵和麻烦。

因此，刀片电池的难度不是整个电池结构的设计，而是滚筒压力，层压，切片和其他过程的开发。由于市场上现有的层压机只能长达600mm，这与1米长的Byd Blade电池的杆板相去甚远，因此这种层压层采用了Byd已完全独立开发的设备和切割解决方案。

除了层压外，在刀片电池生产过程中的其他过程（例如批处理，涂料，滚动和测试）也达到了最高水平。例如，剂量系统的准确性在0.2％以内；两侧同时涂层，最大涂层宽度为最大，每单位面积的重量偏差小于1％；极宽度的辊压速速度可以达到120m/min，并且厚度在2μm内控制，以确保宽尺寸杆板的厚度的一致性。

总结

第一个领导者是令人钦佩的。 Byd Blade电池的出现使刀片电池与Byd等同。尽管刀片电池并不是Byd首先提出的，但是当每个人都在业余时间谈论刀片电池时，他们想到的第一件事必须是Byd。当每个人都认为应该消除磷酸锂电池时，Byd的刀片电池会教会我们一堂课。 （照片/文字/照片：Zhang ，太平洋汽车网络）